一种基于水热技术的生物质分质利用系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于水热技术的生物质分质利用系统：包括预处理罐、水热反应器、闪蒸反应器、水热污泥缓冲池和多级旋流分离系统；所述预处理罐、水热反应器、闪蒸反应器、水热污泥缓冲池和多级旋流分离系统相互之间通过泵进行贯通连接；通过本系统和方法污泥中的有机物和无机物有效分离后，可以提高其资源化利用价值。有机污泥更容易进行厌氧产沼；无机污泥脱水性能优异，可以获得高含固率的泥饼，便于后续的建材利用，或作为填埋覆土；并且本方案结合厌氧消化工艺。因为将污泥中的无机组分进行了分离，因此可防止污泥中的砂在消化罐内沉积、结块而导致消化罐的有效池容的降低、管道堵塞等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于水热技术的生物质分质利用系统和方法
本专利技术涉及城市污泥的处理
，尤其是一种基于水热技术的生物质分质利用系统和方法。
技术介绍
水热技术在污水处理中是一种高效的处理手段，水热技术即为水热改性(HydrothermalModification)，或名热水解(ThermalHydrolysis)，是指把含水率很高的生物质密闭加热到一定的温度和压力，并维持一段时间，以破坏其中的细胞结构并促使大分子有机物发生水解的过程。在这样的条件下，生物质(多糖类、油脂、蛋白质，以及各种细胞物质)加速发生变性和水解，正如用高压锅蒸煮食物所发生的过程。经过水热改性处理后的生物质，细胞结构被破坏，高分子有机物断裂为较小的分子，这些有机物变得更容易被活的细胞用作新陈代谢的原料，特别是更易于被厌氧细菌所利用。残留的颗粒物则由于细胞结构破坏，胞内水、间隙水和毛细水转化为自由水而变得更容易脱水。生物质废物为污泥、餐处垃圾、禽畜粪便污泥等城市废物，在对于生物质废物进行处理的时候，通常是整体对生物质废物进行整体处理，最后产出固体废物，整体处理后的废物其含水率高，有机物含量高，整体进行处理不符合国家节能环保的目标，不符合资源循环利用理念，而且也会产生污染。生物质固体废物的处置方法主要有卫生填埋、焚烧、土地利用和建材利用，由于固体废物填埋空间有限以及焚烧易大气污染等原因，使得固体废物填埋和焚烧的应用逐渐降低，固体废物建材利用与土地利用是最具有发展潜力的资源化利用的有效办法之一。但是现有技术中对于污泥的处理还是存在一些不足，如专利号：CN201621193235.8，公开的一种高效节能的污泥多用途资源化处理装置，所述处理装置包括：污泥厌氧仓、酸洗池、水洗沉淀池、无机溶液储池、无机污泥储池、无机污泥脱水装置、有机污泥储池、有机污泥脱水装置和污水处理装置；该装置还需要加入酸碱药剂进行后续处理，而且该申请并未对有机物进行进一步的回收利用，对废物的资源利用化相对有限。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述问题，提供一种基于水热技术的生物质分质利用系统和方法，既解决了原有现有技术中污泥处理不够彻底，细分不够详细，产物无法得到高效资源化利用的问题。本专利技术采用的技术方案如下：一种基于水热技术的生物质分质利用系统，包括预处理罐、水热反应器、闪蒸反应器、水热污泥缓冲池和多级旋流分离系统；所述预处理罐、水热反应器、闪蒸反应器、水热污泥缓冲池和多级旋流分离系统相互之间通过泵、阀门、管道等进行贯通连接。作为优选的，所述多级旋流分离系统包括一级旋流分离器和至少二级轻泥旋流分离器和/或重泥旋流分离器。作为优选的，所述系统还包括沼气锅炉和滤液缓冲池，所述沼气锅炉的蒸汽出气端与水热反应器进行连接；所述滤液缓冲池分别与水热污泥缓冲池和多级旋流分离系统通过管道连接；所述闪蒸反应器的蒸汽出口端与预处理罐连接。作为优选的，所述多级旋流分离系统的后端设置有有机污泥缓冲池和无机污泥缓冲池。作为优选的，有机污泥缓冲池后端依次设置有厌氧反应器、沼渣缓冲池和有机污泥脱水机；所述厌氧反应器与沼气锅炉进行连接；所述无机污泥缓冲池后端设置有无机污泥脱水机，无机污泥脱水机与滤液缓冲池连接。作为优选的，有机污泥缓冲池后端依次设置有有机污泥脱水机、有机滤液缓冲池和厌氧反应器，所述厌氧反应器的沼气锅炉进行连接；厌氧反应器的出水端与滤液缓冲池进行连接；所述无机污泥缓冲池后端设置有无机污泥脱水机。本方案还提供一种基于水热技术的生物质分质利用方法，包括以下步骤：步骤一：将污泥通入到预处理罐，污泥被来自闪蒸反应器的闪蒸蒸汽进行预热；然后泵送到水热反应器内，污泥通过压力差自流入到闪蒸反应器内，获得闪蒸蒸汽；步骤二：闪蒸污泥通过重力自流至水热污泥缓冲池；污泥在水热污泥缓冲池内进行稀释，调整污泥的浓度、粘度后进入到一级旋流分离器；步骤三：控制一级分离泵的流量，控制一级旋流分离器的旋流速度；使水热污泥在通过至少二级的轻泥旋流分离器和重泥旋流分离器后；出料分别进入到无机污泥缓冲池和有机污泥缓冲池中。作为优选的，本方法还包括：步骤四：分别对有机污泥缓冲池和无机污泥缓冲池中有机污泥和无机污泥进行有脱水、厌氧消化等过程处理，对滤渣进行综合利用；步骤五：脱水滤液部分用于系统内的稀释、洗涤，剩余部分外排至污水处理厂或厂内污水处理设施。作为优选的，在步骤四中，所述有机污泥采用先厌氧消化，再对厌氧沼渣进行脱水的工艺路线。作为优选的，在步骤四中，有机污泥采用先脱水，再对脱水滤液进行厌氧消化的工艺路线。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：(1)污泥中的有机物和无机物有效分离后，可以提高其资源化利用价值。有机污泥更容易进行厌氧产沼；无机污泥脱水性能优异，可以获得高含固率的泥饼，便于后续的建材利用，或作为填埋覆土。(2)结合厌氧消化工艺。因为将污泥中的无机组分进行了分离，因此可防止污泥中的砂在消化罐内沉积、结块而导致消化罐的有效池容的降低、管道堵塞等问题。(3)污泥的有机物和无机物分离后，最终泥饼的处理工艺选择更具有针对性，相应的投资更节约、运行更可靠。(4)污泥中有机物的密度低于无机物，因此，本工艺采用多级旋流分离技术，对污泥中的有机物和无机物进行高效精准分离，提升产物资源化利用效率。(5)本系统中设置有多级旋流分离系统，进入到一级旋流分离器的污泥浓度为5％－10％，仍比较粘稠，因此，只能将污泥中的大颗粒无机砂类去除，并且一级重泥中夹带一定量的有机污泥，一级轻泥中夹带一定量的无机污泥；针对上述问题，设置了二级洗涤、旋流分离工序；一级重泥经过洗涤、稀释，浓度、粘度均显著降低，有利于进一步纯化其无机组分；同样的，一级轻泥更有利于纯化其有机组分。附图说明图1是本专利技术实施例1整体处理系统示意图；图2是本专利技术实施例2整体处理系统示意图图中标记：1、浆化反应器；2、水热反应器；3、闪蒸反应器；4、水热污泥缓冲池；5、沼气锅炉；6、滤液缓冲池；7、多级旋流分离系统；8、有机污泥缓冲池；9、无机污泥缓冲池；81、一级旋流分离器；82、一级轻泥洗涤罐；83、二级轻泥旋流分离器；84、一级重泥洗涤罐；85、二级重泥旋流分离器；91、厌氧反应器；92、沼渣缓冲池；93、有机污泥脱水机；94、有机滤液缓冲池；95、无机污泥脱水机。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于水热技术的生物质分质利用系统，其特征在于：包括预处理罐、水热反应器、闪蒸反应器、水热污泥缓冲池和多级旋流分离系统；所述预处理罐、水热反应器、闪蒸反应器、水热污泥缓冲池和多级旋流分离系统相互之间通过泵、阀门、管道等进行贯通连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于水热技术的生物质分质利用系统，其特征在于：包括预处理罐、水热反应器、闪蒸反应器、水热污泥缓冲池和多级旋流分离系统；所述预处理罐、水热反应器、闪蒸反应器、水热污泥缓冲池和多级旋流分离系统相互之间通过泵、阀门、管道等进行贯通连接。


2.如权利要求1所述的一种基于水热技术的生物质分质利用系统，其特征在于：所述多级旋流分离系统包括一级旋流分离器和至少二级轻泥旋流分离器和/或重泥旋流分离器。


3.如权利要求1或2所述的一种基于水热技术的生物质分质利用系统，其特征在于：所述系统还包括沼气锅炉和滤液缓冲池，所述沼气锅炉的蒸汽出气端与水热反应进行连接；所述滤液缓冲池分别与水热污泥缓冲池和多级旋流分离系统通过管道连接；所述闪蒸反应器的蒸汽出口端与预处理罐连接。


4.如权利要求3所述的一种基于水热技术的生物质分质利用系统，其特征在于：所述多级旋流分离系统的后端设置有有机污泥缓冲池和无机污泥缓冲池。


5.如权利要求4所述的一种基于水热技术的生物质分质利用系统，其特征在于：有机污泥缓冲池后端依次设置有厌氧反应器、沼渣缓冲池和有机污泥脱水机；所述厌氧反应器与沼气锅炉进行连接；所述无机污泥缓冲池后端设置有无机污泥脱水机，无机污泥脱水机与滤液缓冲池连接。


6.如权利要求4所述的一种基于水热技术的生物质分质利用系统，其特征在于：有机污泥缓冲池后端依次设置有有机污泥脱水机、有机滤液缓冲池和厌氧反应器，所述厌氧反应器的沼气锅...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢非，夏洲，张超，邓舟，荀锐，
申请(专利权)人：四川深蓝环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51